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物理有機化学特論
| 令和２年度以降入学者 | 物理有機化学特論 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 教員名 | 岩堀史靖 | ||||
| 単位数 | 2 | 課程 | 前期課程 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 相関理化学専攻 | ||||
| 学期 | 後期 | 履修区分 | 選択必修 | ||
| 授業の形態 | 同時双方向型講義（13回）＋ 課題研究型（2回） BlackBoard ID:20214125 初回講義開始までにBlackBoardのコース登録をすること。 受講者への連絡はBlackBoardの“連絡事項”欄に掲示するので随時確認すること。 |
|---|---|
| 授業概要 | 機能性物質のうち、特に有機ラジカルを理解するための知識を講義する。 |
| 授業のねらい・到達目標 | 分子性化合物の重要な諸物性を理解できるようになる。 閉殻電子構造、開殻電子構造をもつ分子について説明できるようになる。 |
| 授業の方法 | 授業の形式：【講義】 【同時双方向型講義の実施手順】 ① 開講時間にzoomによる同時双方向型講義を行う。zoom接続に必要なURLなどはBlackboardに掲示する。 【課題研究授業の実施手順】 ① 講義の振り返りや発展的思考のための課題をBlackBoardで配布するので各自で取り組む。課題配布の日時は講義中に伝える。 ② 作成したレポートをBlackBoard経由で提出する。締め切り日時は配布時に指定する。 ③ フィードバックは必要に応じてBlackBoardに掲出するので随時確認して対応する。受講生からの再質問は教育用メールで受け付ける。 本授業の事前・事後学習は，各２時間の学習を目安とします。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 |
スタートアップ：オンライン受講環境が整っていることを確認し，講義のテーマ・目的を理解できる。
【事前学習】シラバスを良く読み，授業全体の流れを理解してくること。BlackBoardなどの環境整備をしておくこと。 （2時間） 【事後学習】第2回以降の授業に備え，化学に関連する書籍にあたる。 （2時間） |
| 2 |
閉殻電子系と開殻電子系について
【事前学習】開殻電子系をもつ分子を調べておく。 （2時間） 【事後学習】著名な有機ラジカル分子についてノートにまとめる。 （2時間） |
| 3 |
開殻電子系の分子軌道について（１）
【事前学習】分子軌道について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】ヒュッケル法について整理しておく。 （2時間） |
| 4 |
開殻電子系の分子軌道について（２）
【事前学習】化学反応の立体化学について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】軌道の対称性と反応の立体化学の関係について整理しておく （2時間） |
| 5 |
開殻電子系の分子軌道について（３）
【事前学習】電子の共鳴について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】非局在化エネルギーについて整理しておく。 （2時間） |
| 6 |
電子スピンについて（１）：古典的な表記からの変換
【事前学習】電子スピンの発見に至る実験について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】演算子表記について整理しておく。 （2時間） |
| 7 |
電子スピンについて（２）：演算子の交換
【事前学習】固有値とは何か予習しておく。 （2時間） 【事後学習】可換と不可換の関係にある演算子について整理しておく。 （2時間） |
| 8 |
電子スピンについて（３）：角運動量演算子
【事前学習】NMRやESRの原理を古典的に（スピンの歳差運動として）説明できるようにしておく。 （2時間） 【事後学習】昇降演算子について整理しておく。 （2時間） |
| 9 |
電子スピンについて（４）：電子スピンの場合
【事前学習】スピン磁気量子数について予習しておく。 （2時間） 【事後学習】αスピン、βスピンなどの用語について整理しておく。 （2時間） |
| 10 |
簡単なラジカルの分子軌道について（１）：ヒュッケル計算
【事前学習】有機ラジカルとは何のことか予習しておく。 （2時間） 【事後学習】簡単な開殻電子系の分子軌道について整理しておく。 （2時間） |
| 11 |
簡単なラジカルの分子軌道について（２）：スピン分極
【事前学習】スピンの分布とはどういうことか予習しておく。 （2時間） 【事後学習】Ovchinnikov則について整理しておく。 （2時間） |
| 12 |
ラジカルのスピン状態の予測（１）：分子構造に基づいた考え方
【事前学習】ケクレ分子、非ケクレ分子とは何のことか予習しておく。 （2時間） 【事後学習】Longuet-Higgins則について整理しておく。 （2時間） |
| 13 |
ラジカルのスピン状態の予測（２）：電子構造に基づいた考え方
【事前学習】ビラジカルにはどのようなものがあるか予習しておく。 （2時間） 【事後学習】BordenとDavidsonの方法について整理しておく。 （2時間） |
| 14 |
これまでの講義内容を課題研究で振り返り、レポートを作成して提出する。レポートに対するフィードバックを読んで理解を深める （課題研究型）
【事前学習】第13回までの講義内容を整理し、疑問点や理解不足と思われる点をまとめておく。 （1時間） 【事後学習】演習問題で理解不足だった部分をノートに抜き出し、再度問題を解く。 （3時間） |
| 15 |
前期の講義内容を課題研究で総合的に振り返り、レポートを作成して提出する。レポートに対するフィードバックを読んで理解を深める （課題研究型）
【事前学習】第14回までの講義内容を理解し消化しておく。 （1時間） 【事後学習】演習問題で理解不足だった部分をノートに抜き出し、再度問題を解く。 （3時間） |
| その他 | |
|---|---|
| 教科書 | 特に指定しない。 |
| 参考書 | 使用しない |
| 成績評価の方法及び基準 | レポート:課題研究型授業（第14, 15回講義）でレポートを課す。その内容の充実度，秀逸性で評価する。(100%) 不正なレポート（丸写し，盗用，コピペ etc.）であると判断された場合は単位が出ない。 |
| オフィスアワー | BlackBoardからメールで随時。 |